專利名稱：形成薄膜晶體管陣列面板的方法及薄膜晶體管陣列面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種降低液晶顯示器中薄膜晶體管的光漏電流的裝置及 其方法。
背景技術(shù)：
電子矩陣陣列通常是使用在例如液晶顯示器(LCD)的裝置。此種裝置是以 行列地址線(addresslines)的方式排列。這些線沿水平和垂直方向隔開、以一角 度互相橫跨而形成多個(gè)交叉點(diǎn)。每一個(gè)交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)可被尋址的顯示單 元。此顯示單元可為畫面陣列的像素或液晶顯示器的像素。 一開關(guān)或絕緣組件 例如薄膜晶體管(TFT)連接至每一個(gè)顯示單元以允許液晶顯示器中個(gè)別的像素 被選擇地址。
在結(jié)構(gòu)上，這些薄膜晶體管通常包括一源極、 一漏極和一柵極，具有半導(dǎo) 體材料的薄膜(例如非晶硅a-Si)沉積于源極和漏極之間。柵極是相鄰于半導(dǎo)體 但以柵極絕緣層作電性絕緣。通過薄膜晶體管的源極和漏極之間的電流是藉由 施加至柵極的電壓來控制。施加正電壓(例如+10伏特)至薄膜晶體管的柵極形 成一導(dǎo)電通道(channel)且允許電流在薄膜晶體管的源極和漏極之間流通。
薄膜晶體管的漏極通常與像素電極作電性連接。因此，薄膜晶體管的源極
通常與畫面信號(hào)輸入(image signal input )作電性連接。例如在液晶顯示器應(yīng)用 中，當(dāng)提供柵極電壓(如+10伏特)，同時(shí)透過畫面信號(hào)輸入提供薄膜晶體管的 源極視訊電壓(如+5伏特)時(shí)， 一導(dǎo)電通道形成在半導(dǎo)體層中，且電流自漏極通 過至源極。電流充電相應(yīng)的液晶顯示器像素電極使像素處于"開啟狀 態(tài)"(on-state)。在液晶顯示器應(yīng)用中，漏極所達(dá)到的電壓，通常接近在開啟狀 態(tài)透過畫面信號(hào)輸入提供至源極的電壓。透過畫面信號(hào)輸入提供至源極的電壓 大小，將決定一特定像素中有多少電壓提供至液晶材料，且故可控制顯示器的 灰階數(shù)。當(dāng)不再提供電壓至柵極時(shí)，像素停止充電但在下一畫面(frame)依然保 持在開啟狀態(tài)。
傳統(tǒng)薄膜晶體管為島狀突出(island out)結(jié)構(gòu)200如圖5A、 5B和5C圖所 示。這樣的結(jié)構(gòu)會(huì)直接受背光源影響，導(dǎo)致薄膜晶體管產(chǎn)生光漏電流而降低薄 膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)的性能。圖5A顯示薄膜晶體管的島狀突出結(jié) 構(gòu)200的上視圖而圖5B顯示其剖面圖。圖5B顯示柵極金屬部分210形成于 基板205上。柵極絕緣層212形成在柵極金屬部分210上。而且，本質(zhì)半導(dǎo)體 層214和摻雜半導(dǎo)體層216形成在柵極絕緣層212上。并且，作為源極202 和漏極204的導(dǎo)電層218覆蓋本質(zhì)半導(dǎo)體層214和摻雜半導(dǎo)體層216。圖5C 位沿著圖5A的B-B'平面以詳細(xì)顯示薄膜晶體管的島狀突出結(jié)構(gòu)200的剖面 圖。保護(hù)層220和透明導(dǎo)電層222(如indium tin oxide, ITO)形成在如圖5B薄 膜晶體管結(jié)構(gòu)的頂部。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，使用島狀突出的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體非晶 硅特性的一是在正常光線或強(qiáng)光下非晶硅產(chǎn)生光電流(亦即當(dāng)像素處于開啟狀 態(tài)， 一漏電流自源極穿過半導(dǎo)體層到漏極)。因此，薄膜晶體管的漏電流是決 定液晶顯示器的整體質(zhì)量的關(guān)鍵要素。薄膜晶體管的高漏電流會(huì)降低液晶顯示 器顯示器的性能。不利的影響包括不一致/不均勻(inconsistent/non-uniform)的灰 階、串音(crosstalk)、遮光(shading)、閃爍(flicker)及/或畫面停滯(image sticking)。 漏電流是傳統(tǒng)薄膜晶體管所產(chǎn)生的缺點(diǎn)，其中傳統(tǒng)薄膜晶體管以例如非晶硅 (a-Si)半導(dǎo)體材料制作且使用島狀突出的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)。
目前己有多種方式試圖降低薄膜晶體管的漏電流。例如，在結(jié)晶硅 (crystalline-silicon)和多晶硅(polycrystalline silicon )的薄膜晶體管中，形成淡摻 雜漏極或漏極補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。然而，此方式需要額外的制作步驟(亦即，黃光、離 子植入)。另一方式使用薄膜晶體管的島狀內(nèi)縮(islandin)結(jié)構(gòu)300如圖6A、 6B 所示。圖6A顯示薄膜晶體管的島狀內(nèi)縮結(jié)構(gòu)300的上視圖而第6B圖顯示其 剖面圖。柵極金屬部分310形成于基板305上。柵極絕緣層312形成在柵極金 屬部分310上。本質(zhì)半導(dǎo)體層314和摻雜半導(dǎo)體層316形成在柵極絕緣層312 上。相對(duì)于圖5B島狀突出的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，圖6B的本質(zhì)半導(dǎo)體層314和 摻雜半導(dǎo)體層316相對(duì)較窄。作為源極302和漏極304的導(dǎo)電層318覆蓋本質(zhì) 半導(dǎo)體層314和摻雜半導(dǎo)體層316。因?yàn)楸举|(zhì)半導(dǎo)體層(非晶硅)的尺寸減少， 曝露在光線下的非晶硅明顯地減少，光漏電流因此而減少。
雖然島狀內(nèi)縮的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可減少光漏電流，但需要額外的光罩、黃光和蝕刻工藝，因此不利于量產(chǎn)。為了統(tǒng)一量產(chǎn)中的制造歩驟，本質(zhì)非晶硅、
源極和漏極金屬一般同時(shí)沉積在柵極絕緣層上。這個(gè)工藝使得薄膜晶體管必須
使用島狀突出結(jié)構(gòu)。
由此可知，業(yè)界亟需一種新式薄膜晶體管結(jié)構(gòu)和制造方法以降低薄膜晶體 管的漏電流而無須額外的工藝步驟。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明有關(guān)于一種形成薄膜晶體管陣列面板的方法及薄膜晶 體管陣列面板。 一實(shí)施例的制造方法，包括下列步驟(i)形成一圖案化第一 導(dǎo)電層于一基板上，其中該圖案化第一導(dǎo)電層包括一柵極線和一遮蔽圖案，(U) 形成一柵極絕緣層于該圖案化第一導(dǎo)電層和該基板上，(iii)形成一圖案化半導(dǎo) 體層于該柵極絕緣層上，(iv)形成一圖案化第二導(dǎo)電層，該圖案化第二導(dǎo)電層 包括一源極和一漏極于該圖案化半導(dǎo)體層上，以及一數(shù)據(jù)線電性連接至該源 極，(V)形成一圖案化保護(hù)層于該圖案化第二導(dǎo)電層上及該基板之上，(Vi)形 成一圖案化透明導(dǎo)電層于該圖案化保護(hù)層上。在一實(shí)施例中，形成該圖案化第 一導(dǎo)電層的步驟更包括在該柵極線和該遮蔽圖案之間形成一間隙，其中該間隙
的寬度小于6txm。另一實(shí)施例中，形成該圖案化第一導(dǎo)電層的步驟更包括形 成一遮蔽線于該數(shù)據(jù)線下方。
在一實(shí)施例中，形成該圖案化第一導(dǎo)電層的步驟，包括(i)形成一第一 導(dǎo)電層于該基板上；(ii)形成一第一光阻圖案于該第一導(dǎo)電層上；(iii)以第一 光阻圖案為一屏蔽蝕刻該第一導(dǎo)電層以在該基板上形成該柵極線及相鄰該柵 極線的該遮蔽圖案；以及(iv)移除該第一光阻圖案。
在一實(shí)施例中，形成該圖案化半導(dǎo)體層的步驟，包括(i)形成一本質(zhì)半 導(dǎo)體層于該柵極絕緣層上；(ii)形成一摻雜半導(dǎo)體層于該本質(zhì)半導(dǎo)體層上；(iii) 形成一第二光阻圖案于該摻雜半導(dǎo)體層上；(iv)以該第二光阻圖案為一屏蔽蝕 刻該本質(zhì)半導(dǎo)體層和該摻雜半導(dǎo)體層以形成該圖案化半導(dǎo)體層；以及(v)移除 該第二光阻圖案。
在一實(shí)施例中，形成該圖案化第二導(dǎo)電層的步驟，包括下列步驟(i)形 成一第二導(dǎo)電層于該摻雜半導(dǎo)體層上；(ii)形成一第三光阻圖案于該第二導(dǎo)電 層上；(m)以該第三光阻圖案為一屏蔽蝕刻該第二導(dǎo)電層以在該摻雜半導(dǎo)體層上形成該源極和該漏極以及在該柵極絕緣層上形成該數(shù)據(jù)線；以及(iv)移除該 第三光阻圖案。
在一實(shí)施例中，形成該圖案化保護(hù)層的步驟，包括下列步驟(i)形成一 保護(hù)層于該圖案化第二導(dǎo)電層上和該基板之上；(ii)形成一第四光阻圖案于該 保護(hù)層上；(iii)以該第四光阻圖案為一屏蔽蝕刻該保護(hù)層以形成一接觸孔，暴 露至少一部分的該漏極；以及(iv)移除該第四光阻圖案。
在一實(shí)施例中，形成該圖案化透明導(dǎo)電層的步驟，包括下列步驟(i)形 成一透明導(dǎo)電層于該圖案化保護(hù)層上；(ii)形成一第五光阻圖案于該透明導(dǎo)電 層上；(iii)以該第五光阻圖案為一屏蔽蝕刻該透明導(dǎo)電層以形成該圖案化透明 導(dǎo)電層，其中該圖案化透明導(dǎo)電層透過該接觸孔電性連接至該漏極；以及(iv) 移除該第五光阻圖案。
在一實(shí)施例中，形成該圖案化半導(dǎo)體層和形成該圖案化第二導(dǎo)電層的歩驟 是藉由半調(diào)式屏蔽(half-tone mask)或灰調(diào)式屏蔽(gray-tone mask)完成。
在一實(shí)施例中，形成該圖案化半導(dǎo)體層和形成該圖案化第二導(dǎo)電層的步 驟，包括下列步驟(i)形成一本質(zhì)半導(dǎo)體層于該柵極絕緣層上；(ii)形成一 摻雜半導(dǎo)體層于該本質(zhì)半導(dǎo)體層上；(iii)形成一第二導(dǎo)電層于該摻雜半導(dǎo)體層 上；(iv)以該半調(diào)式屏蔽或該灰調(diào)式屏蔽形成一第六光阻圖案于該第二導(dǎo)電層 上；(v)以該第六光阻圖案為一屏蔽蝕刻該第二導(dǎo)電層、該摻雜半導(dǎo)體層和該 本質(zhì)半導(dǎo)體層，以形成該圖案化半導(dǎo)體層以及于該圖案化半導(dǎo)體層上的該圖案 化第二導(dǎo)電層；以及(vi)移除該第六光阻圖案。
在一實(shí)施例中，本發(fā)明的制造方法更包括于該柵極線和該圖案化透明導(dǎo)電 層之間形成一儲(chǔ)存電容的步驟。在另一實(shí)施例中，該遮蔽圖案的寬度至少等于 該源極的寬度。
在另一方面，本發(fā)明提出一種液晶顯示裝置的薄膜晶體管(TFT)陣列面板。 在一實(shí)施例中， 一種薄膜晶體管(TFT)陣列面板，包括(i) 一基板；(ii) 一圖 案化第一導(dǎo)電層，具有一柵極線、 一柵極和相鄰該柵極線的一遮蔽圖案，皆形 成于該基板上；(iii) 一柵極絕緣層，形成于該圖案化第一導(dǎo)電層上；(iv) —圖 案化半導(dǎo)體層，形成于該柵極以及該遮蔽圖案上方的該柵極絕緣層上；(v) — 第二導(dǎo)電層，其具有一源極和一漏極設(shè)置于該圖案化半導(dǎo)體層上，以及(vi) — 數(shù)據(jù)線電性連接于該源極；(vii) —圖案化保護(hù)層，形成于該源極、該漏極和
該數(shù)據(jù)在線，并暴露出該漏極的至少一部分；以及(viii) —透明導(dǎo)電層，其具 有一像素電極形成于該圖案化保護(hù)層上，并透過一接觸孔電性連接至該漏極。
在一實(shí)施例中，該遮蔽圖案為一矩形。在另一實(shí)施例中，該薄膜晶體管(TFT) 陣列面板更包括一遮蔽線，設(shè)置于該基板上且位于該數(shù)據(jù)線下方。該柵極線、 該遮蔽圖案和該遮蔽線形成在相同層。該數(shù)據(jù)線設(shè)置于該圖案化半導(dǎo)體層上。
在一實(shí)施例中，該圖案化半導(dǎo)體層、該源極、該漏極和該數(shù)據(jù)線藉由一半 調(diào)式屏蔽(half-tone mask)或一灰調(diào)式屏蔽(gray-tone mask)形成。在另一實(shí)施例 中，該像素電極至少重疊該柵極線的一部份，藉以形成一儲(chǔ)存電容。該柵極和 該遮蔽圖案以一間隙分隔，其中該間隙的寬度少于6um。該遮蔽圖案的寬度 至少等于該源極的寬度。
在一實(shí)施例中，該圖案化半導(dǎo)體層具有一本質(zhì)半導(dǎo)體層，之后再于其上形 成一摻雜半導(dǎo)體層。該漏極為一具有第一端和對(duì)向第二端的延長的導(dǎo)電棒，以 及該源極為一 U形的導(dǎo)電層形成于該圖案化半導(dǎo)體層上，其中該源極實(shí)質(zhì)上 圍繞在該漏極的第一端以形成一 U形通道區(qū)。
本發(fā)明將配合較佳實(shí)施例和圖式于下作詳細(xì)敘述，然其并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更 動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。


圖1繪示本發(fā)明一實(shí)施例降低光漏電流的薄膜晶體管的上視圖； 圖2沿著圖1的A-A'剖面所得的降低光漏電流的液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的 剖面圖3A至3E繪示本發(fā)明降低光漏電流的薄膜晶體管的一實(shí)施例的制造步
驟；
圖4A至4D繪示本發(fā)明的降低光漏電流的薄膜晶體管的另一實(shí)施例的制 造步驟；
圖5A至5C分別繪示傳統(tǒng)島狀突出結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的上視圖、剖面圖 以及更詳細(xì)剖面圖6A至6B分別繪示傳統(tǒng)島狀內(nèi)縮結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的上視圖及剖面 圖；以及圖7繪示本發(fā)明--實(shí)施例制造的薄膜晶體管、傳統(tǒng)島狀突出結(jié)構(gòu)的薄膜 晶體管和傳統(tǒng)島狀內(nèi)縮結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的電壓-光電流關(guān)系曲線、電壓-暗電 流關(guān)系曲線，其中薄膜晶體管柵極和源極施加相似的電壓以顯示本發(fā)明實(shí)施例 的薄膜晶體管可降低光漏電》
主要組件符號(hào)說明
5、 205、 305 基板； 11 柵極線； 13 數(shù)據(jù)線；
15 本質(zhì)半導(dǎo)體層； 18 圖案化第二導(dǎo)電層； 22 圖案化透明導(dǎo)電層； 32 像素電極； 100 薄膜晶體管；
104、 204、 304 漏極;
110 接觸孔； 140 間隙；
200 傳統(tǒng)薄膜晶體管的島狀突出(island out)結(jié)構(gòu)； 210、 310 柵極金屬部分；212、 312 柵極絕緣層； 214、 314 本質(zhì)半導(dǎo)體層；216、 316 摻雜半導(dǎo)體層； 218、 318 導(dǎo)電層； 220 保護(hù)層； 222 透明導(dǎo)電層；
300 傳統(tǒng)薄膜晶體管的島狀內(nèi)縮(island in)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
以下將詳述本發(fā)明各實(shí)施例。圖式中類似的組件編號(hào)表示類似的組件。本 發(fā)明中的"之中"包括"之中"及"之上"，除非本文章中明確指出他意思。
本發(fā)明各實(shí)施例將配合圖1至7的圖式加以說明。本發(fā)明的目的是有關(guān)于 一種降低液晶顯示器中薄膜晶體管的光漏電流的方法。
圖1繪示本發(fā)明的降低光漏電流的薄膜晶體管的一實(shí)施例的上視圖。圖2
10 圖案化第一導(dǎo)電層; 12 柵極絕緣層； 14 圖案化半導(dǎo)體層； 16 摻雜半導(dǎo)體層； 20 圖案化保護(hù)層； 30 遮蔽圖案； 35 遮蔽線； 102、 202、 302 源極；
106 柵極； 112 U形通道區(qū)；
繪示沿著圖1薄膜晶體管100的A-A'剖面所得的剖面圖。
液晶顯示器裝置可利用多個(gè)薄膜晶體管100以形成薄膜晶體管陣列面板。 液晶顯示器裝置的薄膜晶體管陣列面板具有以矩陣方式排列的多個(gè)薄膜晶體 管像素結(jié)構(gòu)，以對(duì)應(yīng)形成液晶顯示器的多個(gè)像素顯示區(qū)，并構(gòu)成一更大的顯示 區(qū)。
薄膜晶體管陣列面板的每一個(gè)薄膜晶體管，包括一基板5和一圖案化第一 導(dǎo)電層IO，圖案化第一導(dǎo)電層IO具有一柵極線11、 一柵極106、和一相鄰于 柵極線11的一遮蔽圖案30，皆形成在基板5上。每一個(gè)薄膜晶體管更包含一 柵極絕緣層12形成在圖案化第一導(dǎo)電層10上， 一圖案化半導(dǎo)體層14形成在 柵極106和遮蔽圖案30上方的柵極絕緣層12上，具有一源極102和一漏極 104的一圖案化第二導(dǎo)電層18位于圖案化半導(dǎo)體層14上，以及一數(shù)據(jù)線13(如 圖4B所示)電性連接至源極102。 一圖案化保護(hù)層20形成在源極102、漏極 104和數(shù)據(jù)線13上以暴露出漏極104的至少一部份。具有像素電極32的一圖 案化透明導(dǎo)電層22形成在圖案化保護(hù)層20上，且透過圖案化保護(hù)層20定義 的一接觸孔110與漏極104電性連接。
如圖1的上視圖所示，形成在薄膜晶體管基板上的遮蔽圖案30實(shí)質(zhì)上為 一矩形。柵極線11和遮蔽圖案30為圖案化第一導(dǎo)電層10的一部份。
在一實(shí)施例中，包含柵極線11、柵極106和遮蔽圖案30的圖案化第一導(dǎo) 電層10形成在基板5上。包含本質(zhì)半導(dǎo)體層15和摻雜半導(dǎo)體層16的圖案化 半導(dǎo)體層14形成在柵極106和遮蔽圖案30上方的柵極絕緣層12上。數(shù)據(jù)線 13是設(shè)置于柵極絕緣層12上，如圖3C所示。
另一實(shí)施例中，具有柵極線ll、柵極106、遮蔽圖案30和遮蔽線35的圖 案化第一導(dǎo)電層10形成在基板5上，如圖2與圖4A所示。如圖4B所示，圖 案化半導(dǎo)體層14包括本質(zhì)半導(dǎo)體層15和摻雜半導(dǎo)體層16。摻雜半導(dǎo)體層16 可經(jīng)由本質(zhì)半導(dǎo)體層15進(jìn)行離子布植的后形成。數(shù)據(jù)線13是設(shè)置于圖案化半 導(dǎo)體層14上。遮蔽線35是位于數(shù)據(jù)線13下。圖案化半導(dǎo)體層14和數(shù)據(jù)線 13以半調(diào)式屏蔽(half-tone mask)或灰調(diào)式屏蔽(gray-tone mask)形成。
請參照圖3E，像素電極32為圖案化透明導(dǎo)電層22的一部份，且至少重 疊柵極線11的一部份，在像素電極32和柵極線11重疊的部份具有一柵極絕 緣層12介于二者之間，藉以形成一儲(chǔ)存電容。柵極106和遮蔽圖案30以寬度
小于6 u m之間隙(gap)140分開。遮蔽圖案30的寬度至少等于圖1的源極102 的寬度W。
請參照圖1，漏極104為一延長的導(dǎo)電棒(bar)，其具有第一端104a和對(duì) 向的第二端104b，且源極102為一 U形的導(dǎo)電層形成在圖案化半導(dǎo)體層14上。 源極102圍繞在漏極104的第一端104a以形成一 U形通道區(qū)112。
請參照圖2，漏極104的至少一部份與圖案化透明導(dǎo)電層22的至少一部 份重疊。在重疊區(qū)中，形成有接觸孔110，使得圖案化第二導(dǎo)電層18電性連 接至圖案化透明導(dǎo)電層22，其中漏極104是圖案化第二導(dǎo)電層18的一部份。 圖案化透明導(dǎo)電層22形成一像素顯示區(qū)。像素顯示區(qū)與圖案化第一導(dǎo)電層10 的至少一部份重疊。透明導(dǎo)電層22可為氧化銦錫層(indiumtinoxide，ITO)、氧 化銦鋅層(indium zinc oxide, IZO)或上述材料的組合。
本發(fā)明另一實(shí)施例是有關(guān)于一種制造降低光漏電流的薄膜晶體管陣列面 板的方法。在一實(shí)施例中，該方法的步驟，包括
(i) 形成圖案化第一導(dǎo)電層10于基板5上，其中圖案化第一導(dǎo)電層10包括 柵極線ll、柵極106、和遮蔽圖案30;
(ii) 形成柵極絕緣層12于圖案化第一導(dǎo)電層10和基板5上；
(iii) 形成圖案化半導(dǎo)體層14于柵極絕緣層12上；
(iv) 形成包括源極102和漏極104的圖案化第二導(dǎo)電層18于圖案化半導(dǎo)體 層14上，且形成數(shù)據(jù)線13電性連接至源極102;
(v) 形成圖案化保護(hù)層20于圖案化第二導(dǎo)電層18上和基板5之上；以及
(vi) 形成圖案化透明導(dǎo)電層22于圖案化保護(hù)層20上。 這些步驟可按照本發(fā)明實(shí)施例的上述步驟依序執(zhí)行，亦可按照此技藝人士
所熟悉的其它順序。
圖3A至3E圖繪示本發(fā)明一實(shí)施例的降低光漏電流的薄膜晶體管的制造 步驟。雖然在此僅描述一個(gè)薄膜晶體管的制造流程， 一個(gè)或更多個(gè)薄膜晶體管 可由相似的流程制造。
請參照圖3A，以第一光阻圖案形成圖案化第一導(dǎo)電層10，其中圖案化第 一導(dǎo)電層10包括柵極線11、柵極106和遮蔽圖案30。以第一光阻圖案形成柵 極線ll、柵極106和遮蔽圖案30的步驟，包括
(i)使用物理氣相沉積法(physical vapor deposition, PVD)沉積第一導(dǎo)電層于
基板5上；
(ii) 沉積第 一光阻圖案于第一導(dǎo)電層上；
(iii) 以第一光阻圖案為一屏蔽蝕刻第一導(dǎo)電層，在基板5上各別形成柵極 線ll、柵極106及遮蔽圖案30;以及
(iv) 移除柵極線11、柵極106和遮蔽圖案30上的第一光阻圖案。 同樣地，這些步驟可按照上述步驟依序執(zhí)行，或以其它一個(gè)或更多個(gè)替代
的步驟執(zhí)行。
蝕刻工藝可為干蝕刻工藝或濕蝕刻工藝或二者的組合。第一導(dǎo)電層的材質(zhì) 可為金屬、金屬氧化物或二者的組合。在柵極106和遮蔽圖案30之間具有一 間隙140。在一實(shí)施例中，遮蔽圖案30的寬度至少等于U形源極102(如圖1 所示)的寬度。
請參照圖3B，以第二光阻圖案形成圖案化第一半導(dǎo)體層14的步驟包括
(i) 以第一電漿輔助化學(xué)氣相沉積法(first plasma enhanced CVD, PECVD)形 成柵極絕緣層12于柵極線11、柵極106和遮蔽圖案30上；
(ii) 以第二電漿輔助化學(xué)氣相沉積法工藝沉積本質(zhì)半導(dǎo)體層15于柵極絕緣 層12上；
(iii) 以第三電漿輔助化學(xué)氣相沉積法工藝沉積摻雜半導(dǎo)體層16于本質(zhì)半 導(dǎo)體層15上；
(iv) 沉積第二光阻圖案于摻雜半導(dǎo)體層16上；
(v) 以第二光阻圖案為一屏蔽干蝕刻摻雜半導(dǎo)體層16和本質(zhì)半導(dǎo)體層15， 以形成圖案化半導(dǎo)體層14;以及
(vi) 移除摻雜半導(dǎo)體層16上的第二光阻圖案。
同樣地，這些步驟可按照上述步驟依序執(zhí)行，或以其它一個(gè)或更多個(gè)替代 的步驟執(zhí)行。
請參照圖3C，以第三光阻圖案形成圖案化第二導(dǎo)電層18，其中圖案化第 二導(dǎo)電層18包括數(shù)據(jù)線13、源極102和漏極104。以第三光阻圖案形成數(shù)據(jù) 線13、源極102和漏極104的步驟包括
(i) 以物理氣相沉積法工藝沉積第二導(dǎo)電層于摻雜半導(dǎo)體層16和柵極絕緣 層12上；
(ii) 沉積第三光阻圖案于第二導(dǎo)電層上；
(iii) 以第三光阻圖案為一屏蔽蝕刻第二導(dǎo)電層以形成數(shù)據(jù)線13、源極102 和漏極104;以及
(iv) 移除數(shù)據(jù)線13、源極102和漏極104上的第三光阻圖案。
同樣地，這些步驟可按照上述歩驟依序執(zhí)行，或以其它一個(gè)或更多個(gè)替代 的步驟執(zhí)行。
蝕刻工藝可為干蝕刻工藝或濕蝕刻工藝或二者的組合。第二導(dǎo)電層的材質(zhì) 可為金屬、金屬氧化物或二者的組合。
請參照圖3D，以第四光阻圖案形成圖案化保護(hù)層20的步驟包括
(i) 使用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法工藝沉積保護(hù)層于數(shù)據(jù)線13、源極102 和漏極104上；
(ii) 沉積第四光阻圖案于保護(hù)層上；
(iii) 以第四光阻圖案為一屏蔽蝕刻保護(hù)層以形成接觸孔110，此接觸孔110 作為透明導(dǎo)電層22和漏極104之間的接點(diǎn)(contact);以及
(iv) 移除第四光阻圖案。
同樣地，這些步驟可按照上述步驟依序執(zhí)行，或以其它一個(gè)或更多個(gè)替代 的步驟執(zhí)行。
蝕刻工藝可為干蝕刻工藝或濕蝕刻工藝或二者的組合。
請參照圖3E，以第五光阻圖案形成具有像素電極32的圖案化透明導(dǎo)電層
22，第五光阻圖案設(shè)置于至少與柵極線11的一部份重疊，以第五光阻圖案形
成具有像素電極32的圖案化透明導(dǎo)電層22的步驟包括
(i) 以物理氣相沉積法工藝沉積透明導(dǎo)電層于保護(hù)層20上；
(ii) 沉積第五光阻圖案于透明導(dǎo)電層上；
(iii) 以第五光阻圖案為一屏蔽蝕刻透明導(dǎo)電層以形成像素電極32;以及
(iv) 移除像素電極32上的第五光阻圖案。 蝕刻工藝可為干蝕刻工藝或濕蝕刻工藝或二者的組合。在一實(shí)施例中，
透明導(dǎo)電層為一氧化銦錫層。另一實(shí)施例中，透明導(dǎo)電層為一氧化銦鋅層。又 一實(shí)施例中，透明導(dǎo)電層為氧化銦錫層和氧化銦鋅層的組合。
圖4A至4D繪示本發(fā)明另一實(shí)施例的降低光漏電流的薄膜晶體管的制造 步驟。雖然在此僅描述一個(gè)薄膜晶體管的制造流程， 一個(gè)或更多個(gè)薄膜晶體管 可由相似的流程制造。
請參照圖4A，以第一遮蔽圖案形成圖案化第一導(dǎo)電層IO，其中包括柵極 線ll、柵極106、遮蔽圖案30和遮蔽線35。制造步驟如前文所述。
請參照圖4B，柵極絕緣層12形成于圖案化第一導(dǎo)電層10上。圖案化半 導(dǎo)體層14和圖案化第二導(dǎo)電層18經(jīng)由一半調(diào)式(half-tone)屏蔽工藝或一灰調(diào) 式(gray-tone)屏蔽工藝完成。
形成圖案化半導(dǎo)體層14和圖案化第二導(dǎo)電層18的歩驟包括
(i) 沉積本質(zhì)半導(dǎo)體層15于柵極絕緣層12上；
(ii) 沉積摻雜半導(dǎo)體層16于本質(zhì)半導(dǎo)體層15上；
(iii) 沉積第二導(dǎo)電層于摻雜半導(dǎo)體層16上；
(iv) 以半調(diào)式屏蔽或灰調(diào)式屏蔽形成第六光阻圖案于第二導(dǎo)電層上；
(v) 以第六光阻圖案為一屏蔽，對(duì)第二導(dǎo)電層、摻雜半導(dǎo)體層16與本質(zhì)半 導(dǎo)體層15進(jìn)行蝕刻，隨后將部份的第六光阻圖案灰化后，對(duì)暴露出的第二導(dǎo) 電層與摻雜半導(dǎo)體層16進(jìn)行蝕刻，以形成圖案化半導(dǎo)體層14，以及位于圖案 化半導(dǎo)體層14上的數(shù)據(jù)線13、源極102和漏極104;以及
(vi) 移除第六光阻圖。
遮蔽線35設(shè)置于數(shù)據(jù)線13下方。
如圖4C和4D所示，的后，形成圖案化保護(hù)層20和具有像素電極32的 圖案化透明導(dǎo)電層22，形成步驟如前文所述。
本發(fā)明實(shí)施例所提出的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)對(duì)于傳統(tǒng)薄膜晶體管結(jié)構(gòu)提供一 新穎且重大的進(jìn)展。圖7繪示本發(fā)明一實(shí)施例制造的薄膜晶體管、傳統(tǒng)島狀突 出結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管和傳統(tǒng)島狀內(nèi)縮結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的電壓-光電流關(guān)系曲 線、電壓-暗電流關(guān)系曲線，其中薄膜晶體管柵極和源極施加相似的電壓以顯 示本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管可降低光漏電流。
暗電流為環(huán)境光線不足時(shí)通過漏極和源極的電流。光電流為環(huán)境光線正常 或更亮?xí)r通過漏極和源極的電流。在本例中，漏極和源極之間的電壓設(shè)為VDS 二10V(伏特)。
曲線602顯示傳統(tǒng)島狀內(nèi)縮結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的暗電流。曲線612顯示傳 統(tǒng)島狀突出結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的暗電流。曲線622顯示按照本發(fā)明一實(shí)施例的 薄膜晶體管的暗電流。曲線604顯示傳統(tǒng)島狀內(nèi)縮結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的光電 流。曲線614顯示傳統(tǒng)島狀突出結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的光電流。曲線624顯示按
照本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管的光電流。由圖7可知，本發(fā)明一實(shí)施例的薄
膜晶體管的暗電流(曲線622)稍微大于另外二種薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，明顯小于任 一光電流曲線604、 614和624。然而，本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管的光電 流624明顯小于傳統(tǒng)島狀突出結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的光電流614，且?guī)缀醯扔趥?統(tǒng)島狀內(nèi)縮結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的光電流604。比較這三種形式的薄膜晶體管的 光電流可知，本發(fā)明可提供一種以簡化工藝即達(dá)到減少光漏電流的方法。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，在不 背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作 出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán) 利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種形成薄膜晶體管(TFT)陣列面板的方法，其特征在于，包括(i)形成一圖案化第一導(dǎo)電層于一基板上，其中該圖案化第一導(dǎo)電層包括一柵極線和一遮蔽圖案；(ii)形成一柵極絕緣層于該圖案化第一導(dǎo)電層和該基板上；(iii)形成一圖案化半導(dǎo)體層于該柵極絕緣層上；(iv)形成一圖案化第二導(dǎo)電層，該圖案化第二導(dǎo)電層包括一源極和一漏極于該圖案化半導(dǎo)體層上，以及一數(shù)據(jù)線電性連接至該源極；(v)形成一圖案化保護(hù)層于該圖案化第二導(dǎo)電層上和該基板之上；以及(vi)形成一圖案化透明導(dǎo)電層于該圖案化保護(hù)層上。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成該圖案化第一導(dǎo)電層的步驟更包括在該柵極線和該遮蔽圖案之間形成一間隙。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該間隙的寬度小于6"m。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成該第一導(dǎo)電層的步驟包括(i) 形成一第一導(dǎo)電層于該基板上；(ii) 形成一第一光阻圖案于該第一導(dǎo)電層上；(iii) 以第一光阻圖案為一屏蔽蝕刻該第一導(dǎo)電層，以在該基板上形成該柵 極線以及相鄰該柵極線的該遮蔽圖案；以及(iv) 移除該第一光阻圖案。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成該圖案化半導(dǎo)體層的步驟 包括(i) 形成一本質(zhì)半導(dǎo)體層于該柵極絕緣層上；(ii) 形成一摻雜半導(dǎo)體層于該本質(zhì)半導(dǎo)體層上；(iii) 形成一第二光阻圖案于該摻雜半導(dǎo)體層上；(iv) 以該第二光阻圖案為一屏蔽蝕刻該本質(zhì)半導(dǎo)體層和該摻雜半導(dǎo)體層， 以形成該圖案化半導(dǎo)體層；以及(v) 移除該第二光阻圖案。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成該圖案化第二導(dǎo)電層的步 驟包括 (i) 形成 一第二導(dǎo)電層于該摻雜半導(dǎo)體虔和該柵極絕緣層上；(ii) 形成一第三光阻圖案于該第二導(dǎo)電層上；(iii) 以該第三光阻圖案為一屏蔽蝕刻該第二導(dǎo)電層，以在該摻雜半導(dǎo)體層 上形成該源極和該漏極以及在該柵極絕緣層上形成該數(shù)據(jù)線；以及(iv) 移除該第三光阻圖案。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成該圖案化保護(hù)層的步驟包括(i) 形成一保護(hù)層于該圖案化第二導(dǎo)電層上和該基板之上；(ii) 形成一第四光阻圖案于該保護(hù)層上；(iii) 以該第四光阻圖案為一屏蔽蝕刻該保護(hù)層，以形成一接觸孔，暴露該 漏極的至少一部分；以及(iv) 移除該第四光阻圖案。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，形成該圖案化透明導(dǎo)電層的步 驟包括(i) 形成一透明導(dǎo)電層于該圖案化保護(hù)層上；(ii) 形成一第五光阻圖案于該透明導(dǎo)電層上；(iii) 以該第五光阻圖案為一屏蔽蝕刻該透明導(dǎo)電層，以形成該圖案化透明 導(dǎo)電層，其中該圖案化透明導(dǎo)電層透過該接觸孔電性連接至該漏極；以及(iv) 移除該第五光阻圖案。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成該圖案化第一導(dǎo)電層的步 驟包括形成一遮蔽線，設(shè)置于該數(shù)據(jù)線下方。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，形成該圖案化半導(dǎo)體層和形 成該圖案化第二導(dǎo)電層的步驟是經(jīng)由一半調(diào)式屏蔽工藝或一灰調(diào)式屏蔽工藝 完成。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，形成該圖案化半導(dǎo)體層和形 成該圖案化第二導(dǎo)電層的步驟包括①形成一本質(zhì)半導(dǎo)體層于該柵極絕緣層上；(ii) 形成一摻雜半導(dǎo)體層于該本質(zhì)半導(dǎo)體層上；(iii) 形成一第二導(dǎo)電層于該摻雜半導(dǎo)體層上；(iv) 以一半調(diào)式屏蔽或一灰調(diào)式屏蔽形成一第六光阻圖案于該第二導(dǎo)電層上；(v) 以該第六光阻圖案為一屏蔽蝕刻該第二導(dǎo)電層、該摻雜半導(dǎo)體層和該 本質(zhì)半導(dǎo)體層，以形成該圖案化半導(dǎo)體層以及在該圖案化半導(dǎo)體層上的該圖案 化第二導(dǎo)電層；以及(vi) 移除該第六光阻圖案。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，更包括于該柵極線和該圖案 化透明導(dǎo)電層之間形成 一儲(chǔ)存電容。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該遮蔽圖案的寬度至少等于 該源極的寬度。
14. 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制作的薄膜晶體管陣列面板。
15. —種薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，包括(i) 一基板；(ii) 一圖案化第一導(dǎo)電層形成于該基板上，具有一柵極線、 一柵極和相鄰 該柵極線的一遮蔽圖案；(iii) 一柵極絕緣層，形成于該圖案化第一導(dǎo)電層上；(iv) —圖案化半導(dǎo)體層，形成于該柵極絕緣層上且至少部分設(shè)置于該柵極 和該遮蔽圖案上；(v) —第二導(dǎo)電層，包含一源極和一漏極設(shè)置于該圖案化半導(dǎo)體層上，以 及一數(shù)據(jù)線電性連接于該源極；(vi) —圖案化保護(hù)層，形成于該源極、該漏極和該數(shù)據(jù)在線，并暴露該漏 極的至少一部分；以及(vii) —透明導(dǎo)電層形成于該圖案化保護(hù)層上，具有一像素電極且電性連接 至該漏極。
16. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該遮蔽圖案 為一矩形。
17. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該柵極線、 該遮蔽圖案形成在相同層。
18. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該數(shù)據(jù)線是 設(shè)置于該圖案化半導(dǎo)體層上。
19. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該像素電極重疊于該柵極線的至少一部份，藉以形成一儲(chǔ)存電容。
20. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該柵極和該 遮蔽圖案以一間隙分隔。
21. 如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該間隙的寬 度少于6um。
22. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，更包括一遮 蔽線設(shè)置于該基板上且位于該數(shù)據(jù)線下方。
23. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該遮蔽圖案 的寬度至少等于該源極的寬度。
24. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該圖案化半 導(dǎo)體層包括一本質(zhì)半導(dǎo)體層和一慘雜半導(dǎo)體層。
25. 如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其特征在于，該漏極為具 有第一端和對(duì)向第二端的延長的導(dǎo)電棒，以及該源極為一 U形的導(dǎo)電層形成 于該圖案化半導(dǎo)體層上，該源極實(shí)質(zhì)上圍繞在該漏極的第一端以形成一 U形通道區(qū)o
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成薄膜晶體管(TFT)陣列面板的方法及薄膜晶體管(TFT)陣列面板，該方法包括(i)形成一圖案化第一導(dǎo)電層于一基板上，其中該圖案化第一導(dǎo)電層包括一柵極線和一遮蔽圖案，(ii)形成一柵極絕緣層于該圖案化第一導(dǎo)電層和該基板上，(iii)形成一圖案化半導(dǎo)體層于該柵極絕緣層上，(iv)形成一圖案化第二導(dǎo)電層于該圖案化半導(dǎo)體層上，其中于該圖案化第二導(dǎo)電層上包括一源極和一漏極，以及一數(shù)據(jù)線電性連接至該源極，(v)形成一圖案化保護(hù)層于該圖案化第二導(dǎo)電層上及該基板之上，(vi)形成一圖案化透明導(dǎo)電層于該圖案化保護(hù)層上。
文檔編號(hào)H01L27/12GK101339923SQ20081021012
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者李永祥, 甘豐源, 石靖節(jié), 許宗義 申請人:友達(dá)光電股份有限公司